CN107014717A - 一种页岩气井中损失气解吸气量的测试方法及其装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种页岩气井中损失气解吸气量的测试方法及装置，包括取芯筒和取芯钻头(11)，取芯筒有取芯筒外壁(1)和取芯筒内壁(5)，取芯钻头(11)上部取芯筒内壁(5)内依次安装有橡胶筒(10)、隔板(12)、液位传感器(9)、高压微量恒流泵(6)、控制单元(4)、电池(3)、取芯投球(2)，高压微量恒流泵(6)通过支架(7)安装在取芯筒内壁(5)内，支架(7)上设有压力传感器(16)，高压微量恒流泵(6)通过排液管线(13)与电磁阀(15)连接，高压微量恒流泵(6)另一端设有吸入口(8)，岩心筒隔板（12）与取芯筒内壁(5)内形成测试腔(14)；取芯投球(2)一侧设有微动开关(17)。本发明解决了页岩含气量测试损失气量问题，测试方法直接、简单、可靠，测试成本低廉。

Description

一种页岩气井中损失气解吸气量的测试方法及其装置
技术领域
本发明属于非常规油气开采技术领域，具体地涉及一种页岩气井中损失气解吸气量的测试方法及其装置。
背景技术
近二十年，美国页岩气开发获得巨大成功，使之完成了能源革命，改变了世界能源格局。
中国页岩气资源总量134万亿立方米，居世界第一。随着中石化在重庆涪陵焦石坝及中石油在四川长宁、威远等地龙马溪组页岩气勘探开发工作，使得我国目前页岩气的开发及利用已居世界第二位。
众所周知，页岩气是以吸附在页岩基质表面的吸附气为主，游离态为辅，因此页岩含气量数据是评价页岩优劣的重要指标。在钻井取心时，随着岩心在井筒中提升，有大量的页岩气（吸附及游离态）会发生散失，导致地面页岩现场解吸测试不能准确地反映页岩的含气量。因此，有必要找到一种能够在取心过程中对页岩损失气量的测试工具及方法，以准确地评价页岩的含气量指标。
发明内容
本发明的目的在于提供一种页岩气井中损失气解吸气量的测试方法及其装置，该方法解决了页岩含气量测试损失气量问题，测试方法直接、简单、可靠，测试成本低廉。
本发明的目的及解决其主要技术问题是采用以下技术方案来实现的：一种页岩气井中损失气解吸气量的测试方法，钻井取芯时，取芯钻头切割页岩后，岩心及泥浆逐渐进入到取心筒中，在装芯完成后，岩心全部进入取芯筒时，通过取芯投球，触发筒内微动开关传感器，在控制单元指令下，取芯筒内置高压微量恒流泵，将测试腔内液体不断地抽吸，通过排液管线泵入取芯筒下端的橡胶筒内，橡胶筒受压后逐渐膨胀，将岩心完全包住，直至抱死，起到密封作用，测试腔内液体被高压微量恒流泵抽吸，维持橡胶筒内压力20Mpa，阻断井筒中泥浆进入取芯筒，解吸气通过隔板的中孔进入到测试腔，通过腔内液位传感器输出，计算测试腔内部有效容积；岩心随钻杆提升，开始发生解吸现象，腔内压力传感器记录不同时段测试腔内的压力变化情况并存储数据直至到地面，这样即可获得页岩在井中随时间的解吸速率拟合曲线F(t)，对F(t)进行积分，即可获得此岩心在整个井筒中的解吸气总量，此气量即为该岩心在井筒中的损失气量。
上述的一种页岩气井中损失气解吸气量的测试方法，取芯筒被提至地面后，取出取芯投球，此时微动开关传感器复位，控制单元发出指令，电磁阀动作，对橡胶筒泄压，取出岩心，即可进行下一步测试工作。
上述的一种页岩气井中损失气解吸气量的测试方法所用的装置，包括取芯筒和取芯钻头，取芯筒有取芯筒外壁和取芯筒内壁，取芯钻头上部取芯筒内壁内依次安装有橡胶筒、隔板、液位传感器、高压微量泵、控制单元、电池、取芯投球，高压微量恒流泵通过支架安装在取芯筒内壁内，支架上设有压力传感器，高压微量恒流泵通过排液管线与电磁阀连接，高压微量泵另一端设有吸入口，岩心筒隔板与取芯筒内壁内形成测试腔；取芯投球一侧设有微动开关。
本发明与现有技术相比具有明显的优点和有益效果。由以上技术方案可知，本发明具有以下特点：
1、解决了页岩含气量测试损失气量问题。原先的各种测试，如美国USBM法均是在几种假设下，利用地面获得的数据进行反推，数据准确性、可靠性、及时性均受到限制。
2、测试方法直接、简单、可靠。在被测试岩心提出井筒时，直接测量而得，避免了后期繁琐的试验环节。
3、测试成本低廉。目前，利用国外的岩心密闭测试方法，费用为一口井上百万元，本发明可以应用可极大地降低测试成本。
附图说明
图1是本发明的结构示意图。
图中标记：1.取芯筒外壁 ，2.取芯投球 ，3.电池 ，4.控制单元 ，5.取芯筒内壁，6.高压微量恒流泵， 7.支架 ，8.吸入口， 9.液位传感器 ，10.橡胶筒 ，11.取芯钻头 ，12.隔板，13.排液管线， 14.测试腔 ，15.电磁阀，16.压力传感器 ，17.微动开关。
具体实施方式
以下结合附图和较佳实施例，对依据本发明提出的一种页岩气井中损失气解吸气量的测试方法及其装置具体实施方式、特征及其功效，详细说明如后。
参见图1，一种页岩气井中解吸气量（损失气）的测试方法，钻井取芯时，取芯钻头11切割页岩后，岩心及泥浆逐渐进入到取心筒中，在装芯完成后，岩心全部进入取芯筒时，通过取芯投球2，触发筒内微动开关17传感器，在控制单元4指令下，取芯筒内置高压微量恒流泵6，将测试腔14内液体不断地抽吸，通过排液管线13泵入取芯筒下端的橡胶筒10内，橡胶筒10受压后逐渐膨胀，将岩心完全包住，直至抱死起到密封作用，测试腔14内液体被高压微量恒流泵6抽吸，维持橡胶筒10内压力20Mpa，阻断井筒中泥浆进入取芯筒，通过腔内液位传感器9输出，计算测试腔14内部有效容积；岩心随钻杆提升，开始发生解吸现象，解吸气通过隔板12的中孔进入到测试腔14，腔内压力传感器16记录不同时段测试腔内的压力变化情况并存储数据直至到地面，这样即可获得页岩在井中随时间的解吸速率拟合曲线F(t)，对F(t)进行积分，即可获得此岩心在整个井筒中的解吸气总量，此气量即为该岩心在井筒中的损失气量。
上述的一种页岩气井中损失气解吸气量的测试方法，取芯筒被提至地面后，取出取芯投球2，此时微动开关17传感器复位，控制单元4发出指令，电磁阀15动作，对橡胶筒10泄压，取出岩心，即可进行下一步测试工作。
上述的一种页岩气井中损失气解吸气量的测试方法所用的装置，包括取芯筒和取芯钻头11，取芯筒有取芯筒外壁1和取芯筒内壁5，取芯钻头11上部取芯筒内壁5内依次安装有橡胶筒10、隔板12、液位传感器9、高压微量泵6、控制单元4、电池3、取芯投球2，高压微量恒流泵6通过支架7安装在取芯筒内壁5内，支架7上设有压力传感器16，高压微量恒流泵6通过排液管线13与电磁阀15连接，高压微量泵6另一端设有吸入口8，岩心筒隔板12与取芯筒内壁5内形成测试腔14；取芯投球2一侧设有微动开关17。
需要强调的是：以上仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，凡是依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。

Claims (3)

1.一种页岩气井中损失气解吸气量的测试方法，其特征在于：钻井取芯时，取芯钻头(11)切割页岩后，岩心及泥浆逐渐进入到取心筒中，在装芯完成后，岩心全部进入取芯筒时，通过取芯投球(2)，触发筒内微动开关(17)传感器，在控制单元(4)指令下，取芯筒内置高压微量泵(6)，将测试腔(14)内液体不断地抽吸，通过排液管线(12)泵入取芯筒下端的橡胶筒(10)内，橡胶筒(10)受压后逐渐膨胀，直至将岩心完全包住，直至抱死，起到密封作用，测试腔(14)内液体被高压微量恒流泵(6)抽吸，维持橡胶筒(10)内压力20Mpa，阻断井筒中泥浆进入取芯筒，通过腔内液位传感器(9)输出，计算测试腔(14)内部有效容积；岩心随钻杆提升，开始发生解吸现象，解吸气通过隔板（12）的中孔进入到测试腔（14），腔内压力传感器(16)记录不同时段测试腔内的压力变化情况并存储数据直至到地面，这样即可获得页岩在井中随时间的解吸速率拟合曲线F(t)，对F(t)进行积分，即可获得此岩心在整个井筒中的解吸气总量，此气量即为该岩心在井筒中的损失气量。
2.如权利要求1所述的一种页岩气井中损失气解吸气量的测试方法，其特征在于：取芯筒被提至地面后，取出取芯投球(2)，此时微动开关(17)传感器复位，控制单元(4)发出指令，电磁阀(15)动作，对橡胶筒(10)泄压，取出岩心，即可进行下一步测试工作。
3.如权利要求1或2所述的一种页岩气井中损失气解吸气量的测试方法所用的装置，其特征在于：包括取芯筒和取芯钻头(11)，取芯筒有取芯筒外壁(1)和取芯筒内壁(5)，取芯钻头(11)上部取芯筒内壁(5)内依次安装有橡胶筒(10)、隔板(12)、液位传感器(9)、高压微量恒流泵(6)、控制单元(4)、电池(3)、取芯投球(2)，高压微量恒流泵(6)通过支架(7)安装在取芯筒内壁(5)内，支架(7)上设有压力传感器(16)，高压微量泵(6)通过排液管线(13)与电磁阀(15)连接，高压微量恒流泵(6)另一端设有吸入口(8)，岩心筒隔板（12）与取芯筒内壁(5)内形成测试腔(14)；取芯投球(2)一侧设有微动开关(17)。
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